采油工程基础知识课件

1、采油工程基础知识一、概述二、采油基本知识三、采油生产管理四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提 纲什么是采油工程？采油工程是油田开发过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。油田开发开发方案钻井工程地面工程采油工程油气销售油气处理采油工程系统的组成：具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介质系统，即油藏；人工建造系统，包括井底、井筒、井口装置、采油设备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。采油工程的任务：通过生产井和注水井采取一系列工程技术措施作用于油藏，使油气畅流入井，并经济有效地举升至地面进行分离和计量等。采油工程的主要目标：经济、有效

2、地将深埋于地下的原油开采至地面。采油工程的专业特点：涉及的技术面广、综合性强而又复杂；与油藏工程和地面工程有着紧密的联系；工作对象是生产条件随油藏动态而不断变化的采油井和注入井。开展以油田开发方案、油田生产维护为主要内容的井下作业和采油生产技术管理工作，包括采油工程方案编制与实施、完井与试油、试采、生产过程管理、质量管理等内容。主要工作内容：油田开发总体建设方案采油工程方案的重要性:总体方案的重要组成部分和方案实施的核心完成油藏工程方案开发指标的重要保障地面工程建设的依据和工作出发点采油采气工程技术是实现油气田开发方案的重要手段、是决定油气田产量高低、采油采气速度快慢、最终采收率大小、经济效益

3、优劣等重要问题的关键技术。随着20世纪50年代老君庙和克拉玛依油田的开发，我国引进和自我探索了一批适应油田开发的采油工程技术。在20世纪60-70年代大庆油田和渤海湾油田的开发过程中，形成了中国的采油工程技术，并在实践中逐步完善配套。 采油工程技术的发展历程20世纪80年代以后，在老油田全面调整挖潜和特殊类型油气藏开发中，形成了适用于中国多层油气藏、气顶油藏、低渗透油气藏、复杂断块油气藏、砂砾岩油气藏、裂缝性油气藏、稠油油藏、高凝油油藏和凝析油油气藏等多类油气藏开发的13多套采油采气工程技术。一、概述二、采油基本知识三、采油生产管理四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提

4、 纲1油气生产与处理过程2采油方式分类3自喷井4抽油机井5电泵井6螺杆泵井7气举采油8采油方式比较二、采油基本知识1油气生产与处理过程井计 量中 转联合站（三相、原稳、储油、气处理）注 水 井油气生产与处理过程示意图附：高一联流程图采油方式自喷采油人工举升采油有杆采油无杆采油抽油机井地面驱动螺杆泵潜油电泵井潜油螺杆泵气举水力活塞泵射流泵2采油方式分类什么是人工举升？在地层的天然能量不足以维持自喷生产或者虽然可以自喷但产量达不到要求时，在井筒中下入机械设备，对流体做功，使流体能够流到地面的工艺过程，称为人工举升。2采油方式分类自喷井3自喷井井口装置油管套管什么是油补距、套补距？井口装置示意图1-

5、油管压力表2清蜡闸门3生产闸门4油嘴套5出油管6总闸门7套管闸门8套管压力表9套管10油管井口装置采油树是控制和调节油井生产的主要设备。它的主要作用是：悬挂油管，承托井内全部油管柱重量；密封油套管间的环形空间；控制和调节油井的生产；保证各项井下作业施工的顺利进行；录取油套压力资料、测压、清蜡等日常管理工作。采油树采油树按连接方式分为三类：法兰连接的采油树；丝扣连接的采油树；卡箍连接的采油树。采油树采油树附件：套管头：套管头装在整个井口装置的最下端，其作用是连接井内各层套管，并密封各层套管的环形空间。通常表层套管与法兰连接有两种方式：焊接或螺纹连接方式。油管头：其作用是悬挂下入井下油管、井下工具

6、，密封油套环空。采油树4抽油机井抽油杆抽油装置抽油机抽油泵附件（1）抽油机冀东抽油机-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 常规型前置型异相型斜井式抽油机游梁式无游梁式（链条机、液压机等）（其它抽油机:a b c d e）抽油机的主要部件普通抽油杆（C级、D级、K级、KD级等）特种抽油杆抽油杆超高强度抽油杆玻璃钢抽油杆空心抽油杆电热抽油杆连续抽油杆柔性抽油杆（2）抽油杆抽油杆是有杆抽油设备的重要部件之一，其作用是将抽油机的动力传递给井下抽油泵.(图片)杆式泵（原理）特种泵抽油泵液力反馈泵防砂卡泵（如长柱塞泵）柔性金属泵（结构）双作用泵（原理）两级压缩泵管式泵（实物）（3）抽油泵电动潜

7、油离心泵简称电泵，是利用地面专用变压器通过潜油电缆把电能传递给潜油电机，再通过多级离心泵把井液举升到地面的一种机械采油方式。5电泵井（1）电泵装置的组成电泵机组电泵装置潜油电机保护器分离器离心泵潜油电缆控制柜变压器附属装备（特殊采油树、井下测试装置、小扁护罩、单流阀、泄油阀等）（2）井口装置井口高压密封端子10KV电压绝缘性能2500M工作压力25MPa温度150潜油电机的外形为细长圆柱体，分单节和多节，节中分段，每段相当一个小电机。每节电机由多个相同的小电机组成。在单节电机内是由同一个外壳、同一个绕组、同一根轴组装而成的。它主要由定子、转子、止推轴承、油路循环系统组成。（3）潜油电机保护器的

8、作用是连接电机和离心泵，防止井液进入电机。（4）保护器保护器分为沉淀（沉降）式保护器和胶囊式保护器。胶囊式保护器上部为胶囊式结构，内装有润滑油，下部为沉降式结构。 特点：密封可靠，寿命长；电机油漏失少；机械密封分散，散热性好。保护器原理油气分离器是为了将井液中的气体分离出，保证泵正常运转的装置。常用的分离器有沉降式和旋转式两种：沉降式分离器出现较早，但目前由于分离效率低、适用范围小已逐渐被旋转式分离器所取代。（5）油气分离器潜油离心泵就是一个多级离心泵。由多个叶轮和导轮组成，分多节串联。其转动部分主要有轴、键、叶轮、垫片、轴套和定位卡簧等，固定部分主要有壳体、泵头、泵座、导轮和扶正轴承等。相邻

9、两节泵的泵壳用法兰连接，轴用花键套连接。（6）潜油离心泵潜油电缆分为圆型和扁型两种。（7）潜油电缆1-导体 2-绝缘层3-护套层4-衬垫层或护套层 5-铠装层 变压器的作用是将电源电压变为电机所需电压。控制屏的作用是控制电机运行，短路、过载、欠载保护。（8）变压器、控制柜电泵最早是由苏联人A.S.艾鲁托诺夫于1923年研究发明的，并且把这种泵的概念介绍到美国。1926年美国第一台潜油电泵在洛杉机问世，从此开始了潜油电泵用于原油生产的历史。美国在潜油电泵的研究制造和使用方面已有近八十年的历史，无论是在制造工艺，还是在应用技术方面都居世界领先地位。我国是从1964年开始进行潜油电泵的研制和抽油试验

10、，于1981年由天津电机厂首先研制成功排量200m3/d,扬程为800m的潜油电泵机组。（9）潜油电泵发展历史潜油电泵具有排量大、地面设备及向井下传递能量的方式简单等特点，常作为高产井及中、高含水期油井提高排液量的一种采油方式。电泵的优点：大排量，操作简单，自动化程度高，适合斜井和水平井，容易清蜡，检泵周期比较长等。电泵的缺点：下深受电机功率和耐温等级的限制，可选排量受套管尺寸的限制，一次投资高，维修成本高，气体影响泵效等。（10）潜油电泵的特点螺杆泵是一种内啮合偏心回转的容积泵，可以将介质连续地，均速地、而且容积恒定地从吸入口送到压出端。6螺杆泵井单螺杆泵由法国人勒内莫依诺发明,距今已有70

11、多年的历史。螺杆泵应用于原油开采是最近二十几年的事情，它是为开采高粘度原油而设计的。我国从 80 年代末期开始研究和应用螺杆泵举升技术，进入 90 年代以后螺杆泵的研究与应用开始加快。目前已形成排量为2-800m3/d、扬程为500-2000m的系列产品，并已在国内各大油田推广应用。（1）螺杆泵技术的发展由于螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间分隔成多个密封空间。随着螺杆的转动，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出。（2）单螺杆泵工作原理优点：螺杆泵运动部件少，没有阀件和复杂的流道，吸入性

12、能好，水力损失小，介质连续均匀吸入和排出，砂粒不易沉积，不易结蜡，不会产生气锁现象，同时螺杆泵采油系统又具有结构简单、体积小、重量轻、耗能低、投资低、使用和安装维修保养方便等特点，在举升条件相同的情况下，与抽油机和电泵相比，一次性投资少、能耗低、适应性强，具有明显的优势。（3）螺杆泵的主要特点缺点：定子最容易损坏，每次检泵，必须起下管柱；泵需要流体润滑，定子弹性体易老化；不适合在注蒸汽井应用；对井斜要求比较高。总压头较小，下泵深度受限制。地面电控箱地面驱动装置驱动杆螺杆泵螺杆泵装置（4）螺杆泵装置的组成详细结构7气举采油气举是一种对油井适应性较强的机械采油方式。它的举升深度大，生产范围大，井下

13、测试工艺简单。在有足够气源的条件下，通常被选为高油气比、高产深井及定向井，特别是丛式井的采油方式。 （1）气举原理（2）气举工艺技术发展历程气举采油法的第一次应用是1864年在美国宾夕弗尼亚州油田。由于气举井的井底压力低和采油指数小，所以效果不好而被停用。直到1897年，气举采油法才在俄国阿塞尔拜疆油田重新得到应用，并取得了良好的效果。20世纪30年代，在苏联的巴库、罗兹内和依辛贝姆等油田都得到了广泛的应用。但是，随着该地区的油藏衰竭和地层压力下降，气举井的产量减少和采油成本递增，使得20世纪40年代初，在苏联油田上开始了从气举采油法到泵法的过渡。我国自20世纪80年代开始，在辽河、中原油田相

14、继采用了气举采油技术，都取得了良好的效果。辽河兴隆台油田，在1983年就有50多口油井采用了无压缩机连续气举法，取得了明显的增油和节电效益。辽河牛居油田从1985年开始，已有45口气举井投产。与抽油机井相比较，平均单井日增油量达3倍左右。中原油田自1983年开始气举采油工艺试验以来，就有60多口气举井正常工作。1986年以来，中原油田还在6口井中进行了间歇气举采油试验。（2）气举工艺技术发展历程 新疆塔里木地区的轮南油田，自1991年决定采用气举采油法以来，已建成了压气站1座，有21口气举井投产，而且生产正常。气举技术还是天然气田排水采气的一种有效的工艺技术。如四川威远气田的威93井，采用连续

15、气举8天10小时后，就突变为具有工业价值的高产气井。我国在气举设备（气举管柱、气举阀、天然气压缩机及地面配气站）的合理选择、气举工况的正确计算以及配套工艺技术的应用等方面都已积累了相当丰富的实践经验，已形成系列。（2）气举工艺技术发展历程 各种采油方式有各自的工作原理、举升能力和对油井开采条件的适应性。采油方式的选择与油藏地质特点、油田开发动态、油井生产能力以及地面环境等密切相关，它直接影响原油产量和油田开发效果。8采油方式比较（1）不同举升方式的评价指标综合指标技术检泵周期机械效率产油量地面设备利用率设备配套程度工人技术水平要求调参难易程度后勤维修难易程度现场可接受程度经济管理其他局部参数X

16、的评估值表 介绍一种量化的评估方法局部参数Y的评估值表等级综合参数计算结果表 结论常规有杆泵采油方式的等级综合参数较高，其次是地面驱动螺杆泵采油方式。（2）冀东油田电泵、螺杆泵应用情况冀东油田主要机采方式的能耗对比一、概述二、采油基本知识三、采油生产管理四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提 纲三、采油生产管理采油生产管理巡回检查资料录取设备保养现场管理日常管理故障处理油水井分析管理维护措施工况调整井站管理油井管理注水管理1采油站流程介绍井口掺水流程自喷井流程管理对象：自喷井、抽油机井、电泵井、螺杆泵井、特殊井（如气井、抽喷井等）。任务和目标：维护油井正常生产，减轻砂、

17、蜡、气、稠等因素对生产的影响。提高生产时率、延长油井免修期。（采油工日常工作 内容）管理措施：调参、洗井、清防蜡、降粘、控套、憋压、碰泵、校防冲距、间开等。油井分析：（宏观控制图、单井泵效、功图等）。2油井管理介绍几种常用工具注水任务保持油层长期稳定的吸水能力，完成分层配注任务，根据相连通的油井地下动态变化及时调整配注量。“三定”定性、定压、定量。“三率”分层注水井的测试率、测试合格率、分层注水合格率。“一平衡”年度地下注采平衡。“三个及时”及时取全取准资料、及时分析、及时调整。3注水管理注水管理内容:水质监测分析注水井洗井资料录取注水井分析故障分析处理一、概述二、采油基本知识三、采油生产管理

18、四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提 纲1完井工艺2举升工艺3压裂工艺4解堵工艺5防砂工艺6堵水与调剖工艺7大修工艺8清防垢、清防蜡工艺9防偏磨工艺10稠油开采技术11油层保护技术12微生物采油技术四、采油工艺技术1完井工艺完井方式裸眼完井射孔完井衬管完井砾石充填完井筛管完井复合完井完井是指从钻开油层开始,直到油井正式投产为止所进行的一系列工艺措施。包括钻开油气层、确定完井方式、安装井口和井口装置等。1完井工艺1完井工艺1完井工艺1完井工艺1完井工艺1完井工艺冀东油田水平井完井工艺介绍悬挂筛管完井管柱图小井眼侧钻完井管柱图冀东油田水平井完井工艺介绍人工举升方法各有其特

19、点和适应性，因此，根据油田实际情况选择最佳的人工举升方法，以发挥油井的最大潜力，取得最佳的经济效益，是非常必要的。自喷采油设备简单、管理方便、经济效益高，只要地层能量允许，它就是首选的采油方法。因此，采油方法的优选通常就是人工举升方法的优选。2举升工艺（1）选择举升方式应考虑的因素油井的供液能力是选择人工举升方法的主要依据之一，举升方法的选择实质上就是选择能够发挥油井潜在产能的经济有效的举升手段。选择人工举升方法应考虑以下一些因素油藏的驱动类型；油藏流体的性质；油井的完井状况及生产动态 ；油井生产中出现的问题；油井所处的地面环境；油田开发中后期的开采方式（如注水、注气、注聚合物、注蒸气及其它化

20、学驱）；各种采油方法的经济效果。（2）选择举升方式的基本原则能够充分发挥油井的生产能力，满足开发方案规定的配产任务；所选举升设备工作效率较高；所选举升方法可靠，对油井的生产状况具有较强的适应性；立足于减少井下作业工作量，所选举升方法的油井维修与管理较方便；适合油田野外工作环境和动力供应条件；所选举升方法投资少、效益高。下腔进油阀下腔出油阀上腔出油阀 活塞总成泵 筒空心拉杆上腔进油阀联接管拉杆密封管防砂阀大排量双作用抽油泵下腔进油阀下腔出油阀上腔出油阀下泵活塞总成空心拉杆泵 筒上腔进油阀拉杆密封管上泵主要由进油阀出油阀 上泵活塞总成上泵筒大排量并联抽油泵下腔进油阀下腔出油阀上腔出油阀下泵活塞总成

21、空心拉杆泵 筒上腔进油阀拉杆密封管上泵活塞总成上泵筒反馈式双作用抽油泵（3）冀东油田举升工艺应用情况柔性金属泵结构原理图最大下深/平均下深m泵挂处井斜56 1880.61/1607.48 44 1907.67/1752.04 38 2501.55/2002.2067.15柔性金属泵适合开采稠油或聚合物液；排砂能力好，适应油井适度出砂情况；无乳化作用，节省地面处理费用；无杆管磨损问题、可用于斜井、水平井；井口无驱动设备，节省地面空间；井口无动密封；可实现远程管理。潜油螺杆泵的特点：潜油螺杆泵冀东油田目前电泵井应用情况冀东油田目前螺杆泵应用情况3压裂工艺（1）压裂的基本概念：水力压裂：利用高压泵组

22、，在超过油层吸液能力排量的情况下，将压裂液泵入井中形成高压，或利用压裂管柱将高压作用于目的层，当压力超过油层地应力和抗张强度时，油层形成裂缝，然后利用携砂液将支撑剂带入裂缝并支撑裂缝，从而改善油层的导流能力，实现增产、增注的目的。高能气体压裂：利用火药或火箭推进剂燃烧，瞬时产生高温、高压气体，压开多条径向裂缝，同时裂缝面会产生轻微的错动，当裂缝闭合后仍能保持一定的导流能力。 水力压裂技术从1947年开始迄今已有50多年的发展历史，五、六十年代，作为单井增产增注措施。 七十年代，根据低渗透油田勘探开发的需要，压裂成为油气藏改造的重要手段 。八十年代，由于压裂优化设计、裂缝诊断及压裂材料的发展，极

23、大地促进了各项压裂工艺技术的发展。进入九十年代以后，水力压裂逐渐成为低渗透油田开发的主导措施。（2） 压裂技术发展历史（中间平衡工艺，桥塞压裂工艺）冀东油田自2006年以来通过与国外公司的交流与合作，压裂技术在控制滤失、优化施工参数、施工质量控制等方面做了大量工作，突破了最高砂比30的技术界限，施工规模增大，施工效果明显改善。（3）冀东油田压裂技术应用情况（G17-2施工现场）2007年压裂工作量统计井别项目总井次可比井次有效井次有效率%增油（注）油井老井66466.7 2762投产4试油15水井老井533 1003114转注4合计344解堵工艺酸化解堵：通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)

24、内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。解堵酸化：使用常规酸酸化基质酸化：采用缓速酸或常规酸加缓速添加剂水力震荡解堵：利用水力脉冲震荡器，产生自激震荡形成的脉冲射流作用于油层，产生疲劳裂隙。水力旋转射流解堵：利用井下的水力旋转射流震荡器，产生高压的震荡旋转射流，既有效地冲洗射孔孔眼，也有水力震荡解堵的作用（1）解堵工艺技术分类电脉冲井底处理：通过井下液体中电容电极的高压放电，在油层中造成定向传播的压力脉冲和强电磁场，产生空化作用，解除油层污染。超声波井底处理：利用超声波的振动、空化作用等作用于油层，解除近井地带的污染和堵塞。人工地震：利用地面人工震源产生强大的波动场作用于

25、油层进行振动处理，从而提高油层中油相渗透性及毛管渗流和重力渗流速度。微生物处理：通过向油层注入选择的微生物，微生物为了生存就地生长，其产物随之发生激励和运移，从而提高原油采收率的技术措施。水平井解堵技术：水平井酸化工艺难点是井段长、均匀布酸困难。浅层水平井在常规酸化施工中，表现为施工压力较低，大量酸液进入高渗层。为此先后研究引进了均匀酸化管柱技术、稠化酸多级注入均匀酸化技术、暂堵转向均匀酸化技术、高排量挤入均匀酸化技术、连续油管旋流脉冲解堵技术等。现场应用取得了较好效果，并积累了一些经验。（2）冀东油田解堵技术概况泡沫酸化-快速排酸技术：氮气泡沫酸化是应用制氮车、大功率压缩机、泡沫发生器、泵车

26、等设备联合作业，在酸液中加入专用的起泡剂，使液、气两相在地面起泡泵入井内。先利用泡沫液的暂堵性能封堵高渗透层，再利用泡沫酸的缓速性对油层进行深部处理，实现了均匀深部酸化。（2）冀东油田解堵技术概况常规酸化-氮气泡沫混排结合解堵工艺：挤注完酸液体系后，向井筒中注入低密度泡沫，将井筒液体排出，并不断注入低密度泡沫液进行循环，逐步降低井筒流体的密度，减小井底压力，并将地层中的残酸及时排出，减少对地层的二次污染，达到提高酸化效果的目的。非酸解堵技术：用“活性水+防彭剂+颗粒稳定剂”对地层颗粒运移进行反推的措施。2007年实施160井次，有效率40%，累计增油4500多吨。（2）冀东油田解堵技术概况5防

27、砂工艺（1）为什么要防砂？ 油井出砂是指构成储层岩石部分骨架颗粒产生移动，并随地层流体流向井底的现象。出砂的危害主要有：油层砂埋、油管砂堵，严重时会使井底坍塌，损坏套管，使油井停产。加速井下设备、工具的磨损。造成停产而影响产量，增加井下工作量，增加了采油成本。浅层出砂井情况/杆卡/泵卡/防砂施工情况防砂技术可分为三大类：机械防砂技术（绕丝筛管砾石充填防砂、滤砂管防砂）化学防砂技术（胶固地层防砂、人工井壁防砂）复合防砂技术（压裂与砾石充填复合防砂、预涂层砾岩与砾石充填复合防砂、固砂剂与滤砂管复合防砂。）防砂工艺技术分类防砂工艺滤砂管防砂砾石充填防砂复合射孔防砂胶结固砂人工井壁复合防砂砂拱防砂CS

28、-1新型防砂固结剂填砂胶结高强度人工井壁DF新型树脂详细分类各种防砂技术特点已大量出砂的油井，难以进行机械防砂的井施工简便，作业成本低，成功率高。但防砂井段不能长，有效期较短热采井人工井壁10可与机械防砂方法结合采用，井况较差的井可单独采用施工简便，成本低，成功率高。但防砂井段不能长，有效期较短高温化学固砂剂9适用于直井、斜井及水平井，防粗、细砂及细粉砂可组成多种防砂管柱，成本较低，施工简单多孔粉末冶金滤砂管8适用条件广，直井、斜井及水平井成本较低，成功率高，防粗、中砂效果好陶瓷滤砂管7适用条件广，直井、斜井、侧钻井及水平井整体强度高，中心通径大，便于井下作业，兼有金属棉筛管的特点烧结微孔筛管

29、6适用范围广，直井、斜井及水平井，粗、细砂及粉细砂井粗、细砂及细粉砂严重井都有效，成功率高，有效期长金属棉筛管5直井、斜井及水平井施工简单，成本低，防粗、中砂效果好，易于更换筛管双层预充填砾石绕丝筛管4低产油井，出粗、中、细砂油井施工简单、成功率高、成本低套管内绕丝筛管外不预充填砾石3油层变化大，多油层射孔井应用，防粗、细砂效果好油层易伤害，油井产量较低，防砂有效期长，成功率较高套管内绕丝筛管砾石充填2油水界面单一且稳定，油层厚度大，厚度比高，无活跃底水层能防止油层伤害，油井产能高，防砂有效期，顶、底水层难以预测准先期裸眼绕丝筛管砾石充填1适用范围优缺点方法序冀东油田防砂技术应用情况压裂防砂技

30、术压裂充填防砂技术是在一定的施工规模（排量、砂比等）和液体性能的保证下对地层进行造缝，然后通过控制工艺参数实现端部脱砂，使裂缝横向发展形成“短宽缝” ,突破了近井污染带，增产效果明显。压裂防砂与常规防砂对比常规防砂压裂防砂（施工现场）冀东油田防砂工作量情况（1）油井堵水技术堵水是指采用机械或化学方法，对产水油井的高产水井段或层段进行临时性封隔或封堵，从而改善油井的产液剖面，减少产水量。由于减少了相应的井内层间干扰或一层内层段间的干扰而增加产油量，从而达到降低油井含水，增加产油，改善开发效果的目的。6堵水与调剖工艺油井出水按其来源可分为注入水、边水、底水及上下层水和夹层水。根据油藏特点和油井出水

31、状况，油井采用的堵水方法可分为机械堵水和化学堵水。机械堵水是用封隔器将出水层位在井筒内卡开，阻止地层水流入井内。化学堵水技术是用化学剂控制油气井出水量和封堵出水层的方法。化学堵水可分为非选择性堵水和选择性堵水。（1）油井堵水技术我国从五十年代开始研究和应用油田堵水技术，至今已有三十多年的历史，其发展历程可分为以下两个阶段：（1）机械卡堵阶段：自五十年代至七十年代末，各油田大面积研究和应用井下封隔器和配套的井下管柱，卡堵高含水层段，取得了明显的经济效益；（2）油井化学堵水发展阶段：此阶段始于八十年代初期，以胜利油田和华北油田为代表，较快地发展了油井化学堵水技术。特别是水溶性聚合物投入应用后，全国

32、油井化学堵水呈逐年增加的趋势。 堵水技术发展历程 注水井调剖是为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施。（2）注水井调剖注水井非均质多油层间存在的吸水差异和启动压力的差异，调剖剂优先进入并封堵启动压力低的高深透层或部位，使之吸水能力降低，由于调剖剂具有自由选相的功能，因此在一定程度上可以解决注水井无法机械分层和层段内无法细分的问题，而达到调整吸水剖面、改善水驱开发效果的目的。调剖目的区块整体调驱技术是油藏开发进入高含水阶段后，以驱替剩余油为目的，通过所注的堵水

33、调剖剂在地层中的自然选择作用，在地层条件下形成堵塞，用来改变注入水的渗流方向，提高驱油效率，提高油藏最终采收率。（3）区块整体调驱技术随着开发的延续和调剖轮次的增加，地下矛盾不断变化，小剂量的浅堵浅调仅限于近井地带处理，施工半径较小，即使堵剂性能优良，一旦注人水绕过堵塞屏障，调剖就失效，暴露出有效期短、措施增油量递减快的矛盾。整体堵水调剖方法是在整个区块上改变注人水在油井水平方向的流动和纵向上的分配，相应地改善注水井吸水剖面和油井产液剖面，从而能更有效地达到增加原油产量和提高采收率的目的。为什么要调驱？（4）冀东油田调剖调驱施工情况项 目施工开始时间设计注入井数（口）设计注入量（万方）完成井(

34、口)正施工井(口)累计注入量（万方）Ng12调驱试验2006.4.3530.581417.48第五轮调剖2007.2.241911.9816211.48Ng8整体调驱2007.9.4456.560314.74柳中2007.5.5255.971625.34柳北2007.6.22132.8492.06高中深、深层2007.4.25101.0751.05单井调剖；边水调剖油水井大修技术主要分为十二大类：检测、打捞、切割、倒扣、刮削、补接、补贴、钻铣磨、震击、整形、侧钻、辅助技术等。修井的主要对象是套损井，同时还有因此引发的井下管柱及工具事故等。 7大修工艺冀东油水井套损基本情况 铣套+（水泥、堵剂）

35、加固工艺铣套+实体膨胀管补贴加固工艺铣套+筛管防砂加固工艺铣套+4in尾管固井射孔完井目前应用的大修工艺 近年来年冀东油田共实施套损修复措施43口，初期恢复产能142吨，累计恢复产量约1.75万吨。 修复类型及措施修复井数初期恢复产能累计增加或恢复产量 套管整形修复57714406 套管补贴3 套管磨铣+防砂33.7883 小直径卡水9 小直径分注12 更新或侧钻11612226 合 计43141.717515大修工艺及修复情况8清防垢与清防蜡工艺（1）清防垢技术油田进入中、高含水期开发阶段，从采油井、注水井到各个油水泵站、配水间以及地面的输液管线都存在不同的结垢现象，其中油井结垢尤为突出，严

36、重影响原油产量和油井的检泵周期。结垢主要分两种：碳酸盐垢的结垢主要位置在泵的吸入口、泵筒、尾管、泵上几根油管以及个别井的地面管线；硫酸盐垢结垢主要位置在计量间的管汇管线。常用的防垢方法：化学方法、物理方法和机械方法。常见的碳酸盐垢常见的硫酸盐垢油井结蜡原因：石油中有一些高熔点而在常温下为固态的烃类，它们通常在油藏中处于溶解状态，但如果温度降低到析蜡温度时，就有一部分蜡结晶析出。结蜡的危害：油井结蜡严重影响了油井的正常生产，自喷井油管壁结蜡会增大对地层的回压，降低油井产量;油管和抽油杆间的结蜡会增大抽油机载荷，造成蜡卡、杆断;地层射孔炮眼和泵入口处结蜡，会增大油流阻力降低泵效;地层内部结蜡会大幅

37、度降低其油相渗透率，使油井大幅度减产或停产等。（2）清防蜡工艺技术油井防蜡方法：阻止蜡晶的析出：温度高于蜡的初始结晶温度，从而阻止蜡晶的析出。 抑制石蜡结晶的聚集：在石蜡结晶已析出的情况下，控制蜡晶长大和聚集的过程。创造不利于石蜡沉积的条件：如提高表面光滑度、改善表面润湿性、提高井筒流体速度等。（2）清防蜡工艺技术涂料油管、玻璃衬里油管；尼龙刮蜡器；步进式机械清蜡装置；强磁防蜡器；抽油杆强磁短节；固体防蜡块。清防蜡辅助工具机械清蜡（自喷井、电泵井）清蜡车洗井超导热洗高效清蜡剂微生物清蜡井口点滴加药油管电加热空心杆电加热（3）冀东油田清防蜡方法介绍为什么会偏磨？（井斜、造斜点）偏磨的危害：（杆断

38、、管漏、影响泵效、增加能耗、检泵周期短）9防偏磨工艺双向保护接箍在普通接箍上喷焊了一层CrMo合金粉末，保证涂层的高硬度及光洁，降低接箍和油管之间的磨擦系数，起到片状减磨的作用。尼龙扶正接箍；抽油杆滚轮接箍；加重杆；整体吹塑式抽油杆尼龙扶正器。超低冲次减速装置。防偏磨常用工具和技术稠油是指地层条件下粘度大于50mPa.s（或地面脱气情况下粘度大于100 mPa.s ）的原油。 10稠油开采工艺50年代在新疆克拉玛依油区发现浅层稠油，于60-70年代进行蒸汽驱和火烧油层的小井组试验，到90年代在我国12个盆地已发现70多个稠油油田，地质储量超过12亿m3。80年代以来稠油的热力开采逐步走向工业化

39、，1997年稠油热采产量稳定在1100104t。我国稠油分布情况现已形成了井深可达1600米的蒸汽吞吐开采技术，包括隔热油管、套管保护、多层分注、化学防窜、物理模拟和数值模拟等系列技术。而国外美、加等四个主要重质稠油开采国家80%以上产量采自井深小于600米的油藏。研发了越泵电加热技术，使粘度达50000厘泊以上的超稠油得以进行吞吐开采。浅层蒸汽驱油已过关，中深层蒸汽驱也已取得了突破性进展。稠油开采技术现状国内主要油田稠油开采技术油田曾用稠油开采技术现用稠油开采技术辽河油田蒸汽吞吐、蒸汽驱、超声波采油、火烧油层、表面活性剂蒸汽吞吐、蒸汽驱表面活性剂、超声波采油胜利油田蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层

40、、化学吞吐、表面活性剂、微生物蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂克拉玛依蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、微生物、表面活性剂蒸汽吞吐、蒸汽驱微生物、表面活性剂大港油田蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、冷采、化学吞吐、表面活性剂蒸气吞吐、蒸汽驱、冷采、表面活性剂塔河油田蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂蒸汽吞吐、蒸汽驱、河南油田蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、冷采、表面活性剂蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂、冷采油层保护是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿于整个油气生产过程的一项系统工程。在钻井、完井、修井、措施作业等每个施工过程中，都有可能对油气层造成人为的损害和污染，使地层改变岩石结构和表面性质，降低渗透率，影响产能。当

41、损害程度严重时，油气层可能被完全堵死。因此，油层保护是一项保护油气资源、提高产量的重要技术。11油层保护技术（1）为什么要保护油层？（2）造成油气层伤害的原因外来液体对储层可能造成的影响：固体颗粒堵塞孔道、水锁、黏土膨胀、结垢、生成化学沉淀物、改变润湿性等。外来液体主要有以下几种：钻井液、完井液、射孔液、压井液、防砂液、压裂液、酸化液等。生产过程中的洗井液也会伤害油层。（3）冀东油田油层保护技术体系适用范围油层保护技术体系修井洗井液2%防膨剂+2%氯化铵+0.05%表面活性剂压井液2%防膨剂+3%氯化钾+0.05%表面活性剂+无机或有机盐加重冲砂液3%-5%携砂液添加剂完井射孔液2%防膨剂+2

42、%氯化铵+0.05%表面活性剂防砂携砂液3-5%携砂液添加剂注水长效防膨液1-2%长效防膨剂+2%氯化铵+0.05%表面活性剂（井口过滤/效果）（1）什么是微生物采油技术？微生物采油技术是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单纯注入营养液激活油层内微生物，使其在油层内生长繁殖，利用微生物及其代谢产物对油藏原油、地层产生作用，提高原油的流动能力，或改变液流方向、提高注入水波及体积，以提高油田采收率的采油方法，也称微生物强化采油 。12微生物采油技术（2）微生物作用机理产 物 类 型作 用气体（CO2、CH4、H2、H2S）提高油层压力，溶解于原油，降低原油粘度，有机酸（低分子脂肪酸、甲

43、酸、丙酸、异丁酸等）溶解石灰岩，增加岩石的渗透率和孔隙度有机溶剂（丙醇、正（异）丁醇、酮类、醛类）溶解原油中的蜡及胶质，降低原油粘度，提高流动性溶解孔喉中重质组分，增加油相渗透率生物表面活性剂降低水/油/岩石界面张力；分散乳化原油，降低原油粘度；改变岩石润湿性， 生物聚合物提高驱动相粘度，改善流度比生物体（细胞）堵塞大孔道；降解原油，降低原油粘度及凝固点微生物采油主要包括：通过微生物发酵生产的生物聚合物（如黄原胶等）和生物表面活性剂来提高采收率。另一类是将油藏作为天然巨大的生物反应器，让微生物在地下油层中就地发酵，通常也称为地下法。主要包括微生物单井吞吐、微生物驱（微生物强化水驱）、微生物的井

44、筒处理（微生物清防蜡）、微生物选择性封堵（微生物调剖）和微生物酸化压裂等工艺方法。注入微生物的来源包括外源微生物和内源微生物两类。 （3）微生物采油方法分类优点：成本低廉，工序简单，操作方便；可用于开采各种类型的原油；注入的微生物和培养基（营养物）价格便宜，易于获得；易于控制；能够进入其他的驱油工艺不能完全进入的油层中的死油区和裂缝；不损害地层，可在同一井中多次应用；不污染环境。（3）微生物采油的特点缺点：对于高温（89）或高含盐量（10%）的地层通常不能选用。需进行实验室室内配伍性测试，以及合理的工程设计，其采油机理尚未完全探明证实。对特定油层的最佳微生物应用工艺尚在建立之中。油田应用的筛选

45、标准仍然需要不断改进。可靠预测现场过程的地层模拟技术和数值模拟技术还不成熟。一、概述二、采油基本知识三、采油生产管理四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提 纲五、油田注水1基本概念2注水设备3注水流程4注水井5注水水质油田注水是通过注水井将水注入地层，从而保持地层压力，提高采油速度和采收率的一种措施。注水方式：正注、反注、油套合注、笼统注水、分层注水。正注：从油管注水。反注：从套管注水。合注：油套管同时注。笼统注水：注水井不分层段，相同压力注水。分注：同一口井的多个油层用不同的压力注水。1基本概念注采平衡：油藏注入水量与采出液体的地下体积相等。排液：为了清除井底周围赃物

46、，排出井底附近油层中的一部分原油，造成低压区和低压带，为注水创造有利条件。吸水指数：单位注水压差下的日注水量。指示曲线：稳定流动条件下注入压力与注水量之间的关系曲线。1基本概念（1）注塞泵柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分构成，并附有皮带、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等构成。动力端：由曲轴、连杆、十字头、浮动套、机座构成。液力端：由泵头、密封函、柱塞、进液阀和出液阀构成。 三缸单作用电动柱塞泵2注水设备（1）注塞泵（2）过滤设备注水系统地面流程： 水源水处理站注水站配水间注水井注水站工艺流程： 来水注水泵流量计配水间注水管线3注水流程注水井井口工艺流程注聚工艺流程示意图4注水井分层注水工艺

47、管柱单管多层分注固定式配水管柱活动式配水管柱空心配水管柱偏心配水管柱油套管分注多管分注空心配水器偏心配水器分注井管柱结构类型几种注水井管柱结构示意图 喇叭口人工井底 光油管笼统注水封隔器球座 人工井底油套分注管柱偏心分注管柱偏心配水器封隔器偏心配水器封隔器偏心配水器封隔器球座 人工井底注水水源除要求水量充足、取水方便和经济合理外，还必须符合以下基本要求： 水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊；不得携带大量悬浮物；对注水设施腐蚀性小；当一种水源量不足，需要第二种水源时，应首先进行室内试验，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。 5注水水质注入层平均空

48、气渗透率(m2)0.6标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控制指标悬浮固体质量浓度(mg/L)1.02.03.03.04.05.05.06.07.0悬浮物颗粒直径中值(m)1.01.52.02.02.53.03.03.54.0含油量(mg/L)5.06.08.08.08.010.015.015.030.0平均腐蚀率(mm/a)0.076点腐蚀A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀A2、B2、C2级：试片有轻微点腐蚀A3、B3、C3级：试片有明显点腐蚀SRB含菌量(个/mL)010250102501025铁细菌含量(个/mL)103104105腐生菌含量(个/mL)103104105注入

49、水水质标准注入层渗透率项目1010-3 m2105010-3 m25010010-3 m210010-3 m2分类一类二类一类二类一类二类一类二类控制指标配伍性（结垢率mg/L）配伍配伍配伍配伍（100）（100）（100）（100）渗透性悬浮物（mg/L）2.03.03.0 5.05.0101015滤膜因素2018181616141412含油（mg/L）1520202525303035SRB（个/ml）102102102102103103103103腐蚀率（mm/a）0.0760.0760.0760.0760.0760.0760.0760.076辅助指标含油（mg/L）20252530303

50、54050悬浮物粒径中值（m）1.02.02.02.52.53.03.05.0Fe（mg/L）0.50.50.50.50.50.50.50.5溶解氧（mg/L）0.050.050.050.050.050.050.050.05二价硫（mg/L）510101015202020TGB(个/ml)103103103103103103103103污水回灌水质标准一、概述二、采油基础知识三、采油生产管理四、采油工艺技术五、油田注水六、井下作业七、采油工程技术指标提 纲六、井下作业1井下作业内容2井下作业设备3油水井维护作业4油水井大修5油层改造6试油7常用井下工具井下作业是油水井新井投产、保证正常生产和修

51、复必不可少的工作，也是油田开发调整挖潜和对油层进行技术改造的进攻性手段。井下作业主要包括五方面内容：新井投产、投注；生产井维护作业；处理油水井井下事故；油水井措施作业；试油。1井下作业内容井下作业分类井下作业维护作业油井维护水井维护检泵小修解堵补孔防砂转抽换抽压裂卡堵水大修措施作业油井措施水井措施(压裂、补孔、酸化、调剖、解堵）试油作业新井投产2井下作业设备井下作业设备是用来对井下管柱或井身进行维修或更换而提供动力的一套综合机组。它包括动力机、传动设备、绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、泥浆泵和其它辅助设备。（1）修井机修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源

52、，按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带井架，其动力越野性好，适用于低洼泥泞地带施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架，行走速度快，施工效率高，适合快速搬迁的需要，但在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场相对受到限制。各油田使用的轮胎式修井机型号较多，目前现场使用较多的有XJ350型、XJ250型、库泊LTO350型、英格索兰350型和KREMCO120等。（1）修井机履带式修井机一般通称通井机，其实是一种履带式自走型拖拉机经改装添加滚筒而成。目前常用的修井机型号有兰州通用机械厂制造的红旗100型，鞍山红旗拖拉机制造厂制造的AT10型，青海拖拉机制造厂制造的XT12

53、，XT15型等型号。（1）修井机井架是支撑吊升系统的构件，常用的井架可分为固定式井架和车载式井架两种，在常规作业和油水井增产增注措施作业施工中，经常使用固定式井架；在油水井大修作业施工中，经常使用车载式井架。（2）井架天车和游动滑车是吊升系统的两个部件,通过纲丝绳的反复上下穿绕把它们连成一个定、动滑轮组合。天车、游动滑车、钢丝绳三个部件把绞车、井架以及钻、管柱联系起来，以实现起下作业。（3）吊升系统大钩是修井机游动系统的主要设备之一。它的作用是悬挂水龙头并通过吊环、吊卡悬挂钻柱、套管柱、油管柱，并完成修井作业及其他辅助施工。（3）吊升系统水龙头是修井机旋转系统的一个部件。它上部悬挂在大钩上，下

54、部通过方钻杆与钻柱相连接，在循环修井工作液的同时悬挂钻柱，并保证钻柱旋转。水龙头的作用：悬挂钻杆柱；能保证在有悬挂钻杆柱的情况下正常旋转；循环修井工作液通道。（4）水龙头转盘是修井施工中驱动钻具旋转的动力来源。修井时用修井机发动机为主动力，带动转盘转动，转盘则驱动钻具转动，用来进行钻、磨、铣、套等作业，完成钻水泥塞、侧钻、磨铣鱼顶及倒扣、套铣、切割管柱等施工。（5）转盘泥浆泵主要用于循环修井工作液，完成冲洗井底，冲洗鱼顶等项作业施工。一般有条件的井场可配备电驱动泥浆泵，无电源情况下，配备柴油机驱动的泥浆泵。（6）泥浆泵在井下作业施工中，一般常用19mm（3/4）和22mm（7/8）钢丝绳作滚筒

55、与游动滑车之间的连结大绳，使修井机滚筒、井架天车、游动滑车及大钩连结成为统一的吊升系统，将滚筒的转动力转变为游动系统的提升力，完成井下作业施工的各种工艺管柱的起下和悬吊井口设备等作业。修井施工中的吊升用钢丝绳（大绳），一般常选用6股19丝左交互捻制成的西鲁式纤维绳芯钢丝绳（6）钢丝绳（大绳）吊环是起下钻管柱时连接大钩与吊卡用的专用提升用具。吊环成对使用，上端分别挂在大钩两侧的耳环上，下端分别套入吊卡两侧的耳孔中，用来悬挂吊卡。按结构不同，吊环分单臂吊环和双臂吊环两种形式，单臂吊环适用于深井作业。双臂吊环适用于一般修井作业中。（7）吊环（8）吊卡吊卡是用来卡住并起吊油管、钻杆、套管等的专用工具。

56、修井施工中常用的油管吊卡一般有侧开活门式和月牙式两种吊卡。（9）其它设备地锚车锅炉车井架车清蜡车油管动力钳手动单闸板封井器轻便两用防喷器辅助设备油水井在采油、注水的过程中，因地层出砂等因素造成地层掩埋、泵卡，或因管柱结蜡、泵凡尔腐蚀、封隔器失效、杆管断脱等种种原因，使油水井不能正常生产。油水井维修的目的，是通过作业施工，使油水井恢复正常生产。油水井维修包括：水井试注、换封、测吸水剖面；油井检泵、清砂、防砂、套管刮蜡、堵水及简单的井下事故处理等修井作业。3油水井维护作业3油水井维护作业（1）注水井维护性作业：对于因井下油管漏失、封隔器失效、井内掉卡落物等原因，使注水井不能正常注水或测试而实施的作

57、业施工。（2）抽油机井维护性作业：对于因井下油管、抽油杆、抽油泵、以及其他井下辅助工具出现故障、使油井不能正常生产而实施的作业施工。（3）电泵井维护性作业：对于因井下油管、电缆、离心泵、电机以及其他井下辅助工具出现故障、使油井不能正常生产而实施的作业施工。（4）螺杆泵井维护性作业：对于因井下油管、抽油杆、井下螺杆泵及其他井下辅助工具出现故障、使油井不能正常生产而实施的作业施工。（5）维护性作业施工中的附加工序主要有：刮蜡、通井、刮削、探砂面、冲砂、打捞、打铅印等。 3油水井维护作业油井堵水主要工序有：起原井、刮削、冲砂、验窜、下入堵水管柱、磁定位、封堵、下泵完井等。堵水层位人工井底FGT球座堵

58、水封隔器堵水封隔器隔 层堵水层位射孔顶界射孔底界筛管生产层位隔 层生产层位堵水封隔器堵水封隔器隔 层球座堵水（1）检测（2）打捞（3）补贴（4）钻铣磨（5）侧钻（6）其它4油水井大修4油水井大修油水井大修的主要内容包括：井下事故处理，复杂落物打捞，套管修理，侧钻等。井下事故一般分为技术事故，井下卡钻事故和井下落物事故三大类。井下卡钻的常见原因有砂卡、蜡卡、落物卡、套管变形卡、水泥凝固卡等。检测类主要针对井下异常现象，如套管变形、错断、破裂及井下落物等情况，选择适当的工具或仪器进行检测，为制定技术方案、选择工具和现场施工提供技术资料。目前主要检测方法有印模（主要指铅模）和工程测井（井径测井、超声

59、波成像等）。（1）检测井径测井可提供有测井通道的套管变形、破裂、错断井准确的深度及变径数据，它是修井前常用的检测技术。目前主要采用36臂井径和40臂井径测井仪。超声波成像测井（彩色超声波电视成像测井技术）可提供有测井通道的套管破裂、外漏、变形、错断井准确的深度及其它定性资料。工程测井打捞类技术主要针对井下落物井，按井内落物类型将打捞工具可分为管、杆、绳缆、仪器、小物件等五类；按工具结构特点可分为锥类、矛类、筒类、钩类、篮类和其它等六类。它们主要通过造扣、锁紧、套紧、钩抓、磁吸等作用完成打捞过程。主要工具有公母锥、可退式捞矛、可退式捞筒、强磁打捞筒、内外钩等。（2）打捞该技术主要是指套损井扩径修

60、整后的套管内径达到或接近原内径时，为了保障修复井段套管的强度和密封性能，而实施的套管内壁补贴技术。目前主要应用的技术是密封加固技术，它往往与扩径整形修井工艺衔接实施。（3）补贴采用补贴措施修复后的套管内径要缩小约10mm左右，一次施工可补贴1070m，补贴套管尺寸从60mm273mm，补贴深度从5m至3900m。补贴管壁厚一般为3mm的无缝钢管，纵向有大波纹，管外缠有0.12mm厚的玻璃丝布，用环氧树脂胶结，每根管长3m。使用时下管长度可根据设计要求在现场进行焊接，下井前外壁涂环氧树脂。补贴工具主要由扶正器、滑套、上击器、水力锚、活塞筒，固定活塞、活塞、上顶头，活塞杆、拉伸管及胀管器等件组成。